BIM技术在建筑施工管理中的应用研究基本信息

书    名 BIM技术在建筑施工管理中的应用研究 作    者 彭靖
出版社 东北师范大学出版社 出版时间 2017年7月1日
ISBN 9787568130608

第一章 BIM技术的概况及现状分析

1.1 BIM技术的背景研究

1.1.1 BIM的市场驱动力

1.1.2 BIM在工程建设行业的位置

1.1.3 行业赋予BIM的使命

1,2BIM技术概述

1.2.1 BIM技术的概念

1.2.2 BIM技术的特点

1.2.3 BIM的三个维度

1.2.4 BIM评级体系

1.2.5 BIM指标权重

1.2.6 BIM与相关技术和方法

1.3 国内外BIM技术应用现状研究

1.3.1 国外BIM技术应用现状

1.3.2 国内BIM技术应用现状

1.3.3 BIM相关标准、学术与辅助工具研究现状

1.3.4 BIM在我国的推广应用与发展阻碍

第二章 BIM技术应用价值的评估及对软件、人员的研究

2.1 BIM的技术应用价值评估

2.1.1 BIM应用含义

2.1.2 BIM应用必然性

2.1.3 BIM应用模式

2.2 BIM应用软件及其分类

2.2.1 BIM软件应用背景

2.2.2 美国AGC的BIM软件分类

2.2.3 BIM软件中国战略目标

2.2.4 部分软件简介

2.3 对于人员的分类分析

2.3.1 BIM人才名词

2.3.2 美国国家BIM标准BIM人员分类

2.3.3 美国陆军工程兵BIM路线图的BIM职位分类

2.3.4 WillemKymmellBIM专著中的BIM职位分类

2.3.5 BIM职位分类

2.3.6 BIM未来的几种发展趋势

第三章 施工管理的分析

3.1 项目管理的基本介绍

3.1.1 项目管理内涵

3.1.2 建筑工程中施工管理的重要性

3.1.3 施工准备阶段的项目管理

3.1.4 目前我国建筑工程施工管理存在的问题

3.1.5 做好建筑工程施工管理的建议

3.2 BIM在施工管理项目中的优势分析

3.2.1 传统项目管理可以提升的方面

3.2.2 基于BIM技术的项目管理的优势

第四章 基于BIM技术的建筑项目管理体系的研究

4.1 对于BIM实施总体目标的分析

4.1.1 纠正对BIM应用的一些错误认识

4.1.2 BIM技术的特点

4.1.3 BIM的优势

4.1.4 BIM实施目标分析

4.2 BIM组织机构的研究

4.2.1 项目级BIM团队的组建

4.2.2 BIM人员培训

4.3 BIM实施标准的解析

4.3.1 BIM模型建立要求

4.3.2 BIM模型建立具体建议

4.4 BIM技术资源配置的研究

4.4.1 硬件配置

4.4.2 软件配置

……

第五章 对于BIM应用的实施步骤的研究分析

第六章 基于BIM项目管理平台建设及研究

第七章 BIM在施工项目管理中的技术及应用研究

第八章 其他项目参与方的BIM应用解析

第九章 基于BIM技术的各项目关系协同分析

第十章 BIM与建筑业法律和合同体系

附录

参考文献

后记

BIM技术在建筑施工管理中的应用研究造价信息

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彭靖,1983年12月生中共党员,重庆人,讲师/工程师,工学硕士所学专业为工程项目管理,研究方向为工程管理与技术经济2007年参加工作,现为重庆城市职业学院建筑工程系专业教师主持、参与市级、校级科研和教改课题3项,并发表多篇学术论文个人先后获得重庆城市职业学院荣誉称号。2100433B

2015年6月住房和城乡建设部印发《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》并提出两个方面的建设目标:(1)到2020年末,建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。(2)到2020年末,以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率达到90%:以国有资金投资为主的大中型建筑;申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。

此后,各省开始相继制定并发布本省建筑工程BIM技术施工标准。在标准实施后,各地也积累了相关信息化施工标准制定与修订经验,住房和城乡建设部于2016年12月2日发布第1380号公告,批准《建筑信息模型应用统一标准》为国家标准(附录1为征求意见稿),编号为GB/T51212-2016,自2017年7月1日起实施。相信《BIM技术在建筑施工管理中的应用研究》的生效将会为推动我国建筑工程信息化施工的规范性进程贡献自己的力量。

BIM技术在建筑施工管理中的应用研究常见问题

BIM技术在建筑施工管理中的应用研究文献

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在科学技术快速发展的新形势下,在当前建筑施工管理中各种先进技术的应用,有效地提高了建筑施工管理水平。特别是通过应用BIM技术,实现了对建筑施工的精细化管理,有效地提高了建筑工程施工的质量和效率。本文以BIM技术为研究背景,介绍了BIM技术的概念和应用价值,对其在建筑施工管理中的应用现状以及存在的问题进行了分析和探讨,并提出了相关的改进措施,以期对提升建筑施工管理质量有一定的借鉴价值。

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本文分析了钢结构桥梁工程项目管理的问题出发,发现钢结构桥梁工程在深化设计、信息传递以及现场管理方面存在问题。

1钢结构桥梁工程面临的问题

(1)钢结构桥梁工程的制造工艺和连接节点复杂,深化设计出现误差概率大。钢结构深化设计是指依据桥梁设计和结构设计施工图绘制用于加工和安装施工的图纸资料,保证业主方、承包方、设计方以及分包商的设计思想的一致性,使得钢结构构件的制造变得简易和具操作性。深化设计人员需要把每个构件的详细信息在图纸上表达,包括材质、截面、数量、重量、形状、主次零件相对位置、开孔位置以及焊缝位置等,以求图纸简单易懂。

深化设计的主要步骤是:根据结构设计施工图进行放样,以确定钢构件之间是否有碰撞;若在放样中发现碰撞、节点施工难以实现等问题,应与设计院及甲方沟通,对设计进行调整;确定结束后进行图纸的绘制,一般顺序是柱、梁、支撑、系杆、檩条、围护以及其他钢构件。

钢结构深化设计中,放样的工作量是巨大的。目前,许多使用AutoCAD进行放样,工作效率低,劳动强度大。而且,对于比较复杂的空间曲线和曲面,使用Auto-CAD难以完成任务,必须借助于先进的三维软件方可实施。而在深化设计的过程中或者完成后遇到设计变更时,深化设计人员需要校对大量的信息,以确定修改的部位,再进行重复的步骤,大大增加了工作量。除此以外,钢结构的连接节点复杂,节点的零件较多,单凭二维AutoCAD软件以及设计师的空间想象能力,容易导致深化设计的错漏,也不利于材料清单等信息的传递。

(2)钢结构桥梁工程的寿命周期较短,信息传递不够及时。在安装钢结构构件前,项目场地的基础工程必须先完成。钢结构的制造工期与工地的项目进程紧密联系。需要有足够的时间让其可以完成深化设计、制造以及包装运输等工作,否则项目工地上就会出现停工等延误工期的情况。

通常钢结构企业生产的旺季是5~12月份。钢结构制造工厂的产能是固定的,车间的机械也需要定期维修以保证产能。一些工期较紧的项目完成的时间可能只有几个月。由此可见,当市场需求量大于钢结构企业的常规产能时,企业需要通过加班和减少机械的维修以满足需求。这可能导致机械折旧的成本大大提高,而且会降低工人的情绪及工作热情,导致工作效率下降。

因此,钢结构桥梁工程工期和成本的控制与信息传递效率的高低有密切的联系。然而,现今钢结构桥梁工程的信息传递方式还是依赖于二维图纸等文本资料。比如,深化设计的主要依据是设计院的结构施工图纸;技术工人向一线工人进行技术交底时依赖加工图纸。

这使得深化设计人员以及一线工人都需要在脑海里重构钢结构工程的感官认识,同时也花费大量的时间才能开展工作。项目管理人员对材料、质量以及成本的管理依赖于设计阶段和深化设计阶段积累下来的图纸以及报表,这些资料量大而且不容易处理,造成钢结构企业不能及时准备好材料的购置,控制质量以及成本需要做大量重复的工作。在这种情况下,当钢结构工程项目遇到设计变更的时候,项目管理人员需要更多的时间处理需要变更的构件,工作强度也会大幅增加。

(3)现场安装管理不确定因素多,管理效率低,钢结构桥梁工程的构件数量大。钢结构企业根据承包方的工期计划完成钢结构构件的制造并运输至现场进行安装。这与项目的资源管理、技术管理、成本管理有关,同时也受气候条件、施工环境等因素影响。然而这些因素都存在一定的不确定性,遇到特殊天气必须停工或者设计变更时,承包方项目管理人员若不能第一时间掌握施工进度信息以及构件进场的信息,则不能作出及时的调整,最后会导致工程进度的失控。除此以外,为了节省钢结构的运输成本,钢结构的构件每次的运输数量是比较大的,而施工现场通常采用人工的方式采集数据效率低,出错率高。

2钢结构桥梁中实施BIM技术的必要性

BIM在桥梁工程中使用得越来越多,已经成为建筑业最关注的技术和概念之一,也是工程信息化的重要举措。现阶段一些企业正尝试应用BIM,努力发掘BIM的价值。

但由于软件功能还没成熟等问题,建立BIM模型后还需要绘制或者导出CAD图纸供实际工程项目的管理人员使用。这有悖于BIM的理念,也没有起到提高效率的作用。钢结构工程的深化设计、加工制造以及安装等关键步骤之间的联系密切,而且其软件的功能比较成熟,可以作为BIM应用于工程项目生命周期的试点。

另一方面,从上述的研究可以看出,钢结构工程管理的问题主要在工程各项信息的传递效率的问题。而利用BIM技术,复杂的建筑外观以及节点都可以以三维的视觉呈现,深化设计以及制造过程中的巨量信息可以被自动地处理,也有助于解决现场管理的问题。而在钢结构桥梁工程中,通常作为分包商的钢结构企业承担了钢结构工程的深化设计以及构件制造工作,钢结构企业有时也作为承包商承担现场的安装工作。深化设计和构件的制造对钢结构工程来说是非常重要的。钢结构企业要承接桥梁设计以及结构设计的信息以完成这两项工作,而运输和现场安装的工作也要在这两项工作的基础下才能完成,钢结构工程的整体质量和能否实现都依靠准确的深化设计以及高精度的加工制造。因此,钢结构企业应用BIM是作为BIM应用于钢结构工程中的重要驱动方式。

为了进一步落实BIM技术在钢结构工程中的应用,以解决钢结构工程中存在的问题,以下将探讨BIM在钢结构工程项目管理中的应用。

3BIM技术在钢结构桥梁工程中的具体应用

(1)系统,所谓面向对象,即是将桥梁工程中常涉及到的结构部位提取出来,形成固定形式的构件对象。这个在Revit系列软件里就是族的概念。就基于族的概念,下面展开参数化设计在桥梁设计阶段的应用。Revit系列软件里面族的概念既是参数化构件。Revit系列软件由于主要针对建筑结构行业,所以软件的设置跟内置族基本是建筑结构方面的构件。但是族是可以自己制作的,而且国际工程同行中有趋势把族进行免费共享化。

其实在桥梁设计行业里面,早己有桥梁通、桥梁设计师这种参数化设计出图软件,但是可扩展性较差,而且软件之间的互通性较差,只能实现本身软件设置下的图纸输出。该类软件在桥型较为复杂的工程中就无能为力了。在模型的建立时,实现可参数化驱动模型,对后期的方案修改、调整等工作极为有利。这类设计软件在机械行业就有典型的代表,如Solidworks,Pro/Engineer等。

不同构件有各自的数据信息模型。这些构件数据模型通过输入不同的参数,可快速建立这些构件的3D模型用于该桥梁工程。

同时,由于桥梁复杂异型构件多,通用性差,“族”构件缺少,要实现参数化往往需要自己具体构件进行参数化建模。

(2)模型计算。桥梁工程的计算主要包括两大块内容:整体模型计算和局部模型计算。得益于设计阶段的数据模型的建立,做整体计算时可以从桥梁整体数据模型中提取很多有用的数据包括图形等,当然由于桥梁计算的特殊性,整体模型计算时往往要把桥梁结构做一定的简化,当然这个基于现阶段计算理论及计算机能力的基础上的,如果互联性做的足够好的话,模型信息数据传递成功率高,这样也节省了计算模型建立的时间,大大提高效率。当然BIM技术发展最高境界就是一个数据模型里面解决所有计算问题。在Autodesk公司的RevitStructure软件里己经集成计算模块,当然这部分功能有待于完善与强化。局部计算时,则能充分的利用前期的建模成果,例如鄂东长江大桥中钢箱梁的局部分析,此时信息模型的箱梁构件可以直接输出计算软件的所能读取的格式文件,转换形式如图1所示,这样能省去在有限元计算软件里面建模的时间。

图1基于BIM的模型计算模式

在这一阶段我们必须面对的是:当前在桥梁工程相关软件没有统一信息交互标准,导致信息传递交互性差,往往无法实现模型信息数据公用互导,导致计算模型需独自建立。

(3)图纸输出。3D设计能够精确表达复杂造型桥梁的几何特征,相对于传统的CAD平面绘图,3D设计不存在几何表达障碍,对任意复杂的造型均能准确表现。3D将成为高端设计领域的必由之路。

4结语

钢结构作为一种新时代被广泛应用的结构形式,其构件制造过程具有制造业的特点,同时具有效率好、强度高、对环境破坏少等特点,是建筑行业里的热门领域之一。钢结构桥梁工程制造工艺复杂,对信息管理的要求比较高。BIM技术适合在钢结构桥梁项目中的应用,可以看出BIM技术对降低钢结构工程项目的深化设计费用、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果,而且在提高对项目的管控能力、改善安装现场环境、减少项目信息的流失和错误方面有巨大的潜在效益。

参考文献:

[1]何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究.工程管理学报,2012(1).

[2]张树捷.BIM在工程造价管理中的应用研究.建筑经济,2012(2).

[3]刘志强.西堠门大桥结构监测系统的设计.中国公路学会桥梁和结构工程分会2008年全国桥梁学术会议,2008.

[4]孙卫泉.自锚式悬索桥结构健康监测系统总体设计研宄.四川省土木建筑学会第33届学术年会,2008.

[5]许宏亮,等.西堠门大桥及金塘大桥结构运营监测综合管理系统总体设计.公路,2008.

BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究

BIM技术被广泛的应用在建筑领域的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段,现在已经成为设计和施工单位承接项目的必要能力,受到了广泛的重视。目前 BIM技术专业咨询公司已经出现,发展势力非常活跃,为中小企业应用 BIM技术提供了强有力的支持。

1 BIM技术概述

BIM是 Building Information Modeling 的英文缩写,代表的是建筑信息模型,近几年来,它作为一种新型的数字化技术被广泛的运用在建筑行业中,推动了建筑行业的巨大变革。

BIM技术在运用上是将三维数字技术作为基础,在此基础之上集成了建筑工程项目中各式各样的相关信息的一种工程数据模型,BIM技术可以对工程项目设施实体和功能特性进行数字化表达。完善的信息模型可以将建筑项目在不同周期的数据、资源以及过程连接起来,能够将完整的工程对象描述出来,能够方便的被各个建筑项目参与方使用。BIM信息模型具有单一工程数据源,可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题,支持建设项目生命周期中动态的工程信息创建、管理和共享。建筑信息模型同时又是一种应用于设计,建造,管理的数字化方法,这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。

BIM技术具备可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、完备性、关联性、一致性的特点,从而可以方便进行更好的沟通、讨论与决策,减少不合理变更方案或问题变更方案。

2 BIM技术在住宅建筑设计的应用

2.1 前期模拟设计

在设计住宅建筑之前,为了能够设计出最为满意的方案,需要进行前期的模拟设计。BIM技术应用在建筑设计中是虚拟的,施工之前在BIM上面将施工过程、内容、方案进行比对,并对整个过程进行模拟,通过比对模拟,从中发现在设计方面存在的问题,并对问题进行分析,找出解决的对策,在BIM的基础之上进行改进,对施工过程进行控制,不断的调整,直到达到最令人满意的状态。例如,住宅大楼的设计,在设计前期,用 BIM技术将住宅建筑的整体效果图展现出来,从图示找出工程的难点和特点,对基础底板大体积混凝土流水段进行划分,设置钢结构整体模型,对设计的住宅小区的高度以及选址位置的阳光强度和阴影强度进行测量,保证住宅建筑设计的合理性。

2.2 动态控制设计

在对住宅建筑进行施工时,可以利用BIM技术实现对住宅建筑设计的控制。在模拟施工的过程中,可以将整个过程的信息收集起来,并利用BIM进行分析,对不足之处做改进。利用之前设计好的住宅建筑方案以及收集的相关信息,将它们应用在住宅小区建筑的设计之上,分析各类原材料资源的使用状况,住宅小区的采光条件,技术人员可以根据反馈的结果调整建筑方案,从而实现信息的交换,保证后期工程可以成功开展。对住宅建筑设计的整个过程都能够通过BIM模型模拟出来,模拟的过程可以更具需求更改设施、更改位置、更改设计方案、更好建筑材料,整个过程是动态的,技术人员可以实现对整个住宅建筑设计的控制。

2.3 可持续发展中的设计

建筑工程在建设时是否具备可持续性,是最终是否能够保证整个工程项目的综合效益的关键。专业的技术人员可以运用BIM技术上,将人们对于建筑住宅的总体方位、总体构架的构想设计成模型,在这个过程中采用科学的方法来描绘建筑的过程,并运用 3D、4D模型进行权衡,在设计的阶段,充分考虑环境、经济、社会效益的可持续发展。譬如: 利用 REVIT工具模拟出建筑住宅所建地区的地质环境、植被分布,模拟大强度风雨雪来测验建筑的稳定性,模拟冬夏两季的阳光强度,加上一定的风土韵味设计,并采用户主的意见对住宅进行合理的规划,以此来协调人、环境、经济的关系,实现可持续发展。

3 BIM技术在住宅建筑设计中的应用趋势

BIM技术在美国到欧美、日本、新加坡等发达国家的应用比较广泛,在我国目前还处于起步的阶段,但BIM技术的科学性、数字化决定了其未来应用前景的广阔性。为了推动BIM技术的发展,国家、企业都付出了诸多精力。

BIM技术在住宅建筑设计的应用前景广阔首先体现在国家方面,国家将这项技术作为重要的战略部署内容,并要求与之相关的部门制定出应用BIM技术的标准,督促完善各类模型,同时,为了保障BIM市场的规范,还需要建立健全相关法律法规,在BIM技术的实践中,政府应该大力支持它的发展,提供资金、人力物力作为BIM技术的保障,以此,来调动起人们的积极性并实现BIM技术的推广。

BIM技术在住宅建筑技术上的应用前景在企业方面的体现为: 建筑设计公司的相关设计人员首先需要明确BIM技术对建筑设计以及企业发展的重要程度,在实际操作的过程中,企业负责人应该向员工宣传生产、研究、学习相结合的观点,将大学以及研究机构的作用充分发挥出来,并将其作为BIM技术发展应用的平台,为BIM技术的应用奠定良好的基础。除此之外,为了更好的推广应用BIM技术,企业还要安排专业人员对员工进行教育培训,促进他们对BIM技术的了解,保证建筑工程施工有条不紊的进行。

目前 BIM技术在国内的应用有: 奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程、香港地铁项目等等,BIM技术从传统的2D的方式表达3D的建筑物,现在已经上升到了完成缩短工期要求的4D和控制造价压力的5D模型,可以处理更为复杂的建筑模型。随着计算机技术、数字技术、现代通信技术、建筑智能化技术的发展和普及,可视化的三维数字仿真模拟建筑信息模型 BIM应运而生,并为理想城市的建设提供了机会,同时也带来了挑战,BIM技术将被应用在人们对理想城市的住宅建设中去,它的发展在不断的被壮大。

4 结语

综上所述,BIM技术的出现为复杂的建筑模型设计提供了可能,便利了住宅建筑的设计、施工过程,但目前建筑业存在着产业结构分散性、工程对象唯一性、工程信息复杂性的问题,这导致 BIM标准难以统一,同时在我国BIM技术还存在模型的版权以及管理问题,导致出现利益冲突,从而资源不能完全的共享,项目工程参与方不能很好的进行协调。BIM技术的发展还需要时间的磨合,通过政府企业的努力,使其和国内的建筑市场特色相结合,满足中国建筑市场的特色需求。

本文以龙信老年宾馆工程为例,详细介绍了BIM技术在该项目施工中应用的技术路线,为BIM技术在预制装配式混凝土结构施工中的应用提供有益的借鉴。

龙信老年宾馆工程

当前,国内越来越多的施工项目都积极应用BIM技术,尤其是在超大型复杂工程、三边工程、工期紧且成本压力大的现浇钢筋混凝土结构工程中,BIM技术的应用越来越凸显其价值,它能更快消化设计方案,更快发现技术问题,更快理出工程数据,用于生产计划、备料、控制进度等。

但是,BIM技术在预制装配式混凝土结构(PC建筑)中的应用还属尚试验阶段,本文以龙信老年宾馆工程为例,详细介绍PC与BIM的结合。BIM技术在该项目施工中应用的技术路线,为BIM技术在预制装配式混凝土结构施工中的应用提供有益的借鉴。

工程概况

龙信老年宾馆项目位于江苏省海门市南海路与嘉陵江路交汇处(见图1),地理位置优越。主楼4层结构平面以下及裙房1~2层为框架剪力墙现浇结构,主楼4~24层为全预制装配整体式框架剪力墙结构体系,25层及机房层为框架剪力墙现浇结构,房屋总高度为88.6m。总建筑面积约21265.1㎡,其中地上面积18605.6㎡,地下面积2659.5㎡。该项目建成后将成为国内第1个达到建筑高度达到88.6m预制装配式建筑,第1个总体的装配力达到了80%的装配式结构。

图1老年公寓项目BIM模型

对于4~24层全预制装配整体式框架剪力墙结构部分,柱子从4层开始,梁从5层顶开始,楼板从5层顶开始、楼梯从4层开始、阳台栏板、空调板从4层开始到24为PCa化。剪力墙、现浇框架柱外立面采用混凝土预制挂板作为现浇墙柱外模板,从4~24层实施,柱子和梁的接合部采用在柱头部现浇,梁钢筋锚固采用键槽连接。楼板采用半PCa化的叠合楼板,梁采用半PCa化的叠合梁。

BIM技术在预制装配式混凝土结构施工运用中的必要性

1)老年公寓PC项目的难点

老年公寓PC项目专业分包多,包括土建、机电安装(含电气、给排水、消防、弱电、暖通)、装饰等专业,各专业工序交替施工,协调难度大,总承包管理范围广而复杂。如何有效推动总承包管理朝着更精细化、信息化的施工主流模式,是本工程的一大难点。

老年公寓PC项目施工协同难度大,是本工程又一大难点。PC项目的施工比常规传统的建筑需协同的专业和环节更多,施工单位应具备较强的图纸深化能力,PC构件工厂的深化设计要考虑的因素是方方面面,不仅要考虑到给排水、电气、消防、弱电、暖通等相关专业的管线综合优化后的正确预埋,而且还要考虑构件施工时为方便施工而预埋的铁件,如吊装预埋件、楼层临边围护用于与钢管立柱焊接的铁板等。连塔式起重机、施工人货梯等的附墙预埋铁件都要考虑到构件图中具体的位置,任何一个环节的出错和遗漏,都会给现场的吊装和施工带来“毁灭性打击”,所以,PC项目的施工需充分协调构件生产环节和施工环节。

2)BIM技术的特点

BIM技术将常规的二维表达转为三维可视模型,各专业的人员可通过清晰的三维模型正确有效地理解设计的意图,协助各方及时、高效决策;采用BIM的项目,各专业间、各工作成员间都在一个三维协同环境中共同工作,深化设计、修改可以实现联动更新,这种无中介及时的沟通方式,很大程度避免因人为沟通不及时而带来的设计错漏;通过BIM可以模拟真实的建造过程和施工场景,并可通过此过程预先发现可能存在的问题,从而确定合理的施工方案来指导施工。

3)BIM技术与老年公寓PC项目施工的互补性

正是因为BIM技术有协调性、可视化、模拟性等特点,为老年公寓项目各专业图纸的整合、构件图的深化、安装管道的综合排布提供有利的技术支撑,通过BIM技术模拟性,我们甚至可以模拟PC构件吊装施工场景,找到可能存在的问题,并对技术方案进行可视化交底。由于BIM技术特点和PC项目特点有良好的互补性,在老年公寓PC项目中应用BIM技术具备先天优势。

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BIM技术应用内容及技术路线

利用BIM进行各专业间信息的检测

以往的工程项目之所以有那么多的风险,就是因为工程项目各专业信息零碎化,形成一个个的信息孤岛,信息无法整合和共享,各专业缺少一种共同的交互平台,造成信息流失和传递失误。BIM技术的产生有望改变这一局面,建筑施工司空见惯的“错漏碰缺”和“设计变更”所增加的建造成本、社会成本都可以通过BIM技术得到有效的改善。由于建筑、结构和安装之间共享同一模型信息,检查和解决各专业间存在的冲突更加直观和容易。在老年公寓4~25层PC标准层中,通过整合土建+给排水+电气+消防+弱电各专业模型,标准层初步碰撞成果共计83处。每处碰撞点均有三维图形显示、碰撞位置、碰撞管线和设备名称以及对应图纸位置处,如PC预制框梁与消防喷淋管的碰撞如图2所示。

图2PC预制框梁与消防喷淋管的碰撞

通过图2这个活动碰撞信息,在深化该预制框架梁YKL3(1)-1时,就可在具体位置(相对尺寸和标高)标出该预制梁的预留管洞的尺寸,这样深化后生产的预制框架梁运到现场就可吊装成型,而不需要再在预制梁上进行开洞。

可以想象一下,如果一个PC项目存在大量的类似于以上这种碰撞结果,而单纯靠技术人员的空间想象能力去发现这些碰撞结果,势必会造成遗漏,如果在施工时才发现,则需:返工、修改、开洞、延误工期,无端增加成本,其损失不可估量的。BIM技术可以综合建筑、结构、安装各专业间信息进行检测,帮助我们及早发现问题,防患于未然。

基于BIM的造价管理

在成本管理方面,老年公寓项目将相应的施工定额标准以编码的形式定制到BIM模型上,由系统对工程量进行自动算量,可以精确计算出工程成本。工程量的精准计算对于业主、承包商、材料商、工程管理以及建筑造价等都是十分重要的基础性数据,用软件建模计算工程量精准的前提是所建BIM模型的精准,BIM建模精准算出的工程量不仅远比手工计算要精确而且可以自动形成电子文档进行交换共享远程传递和永久存档。精准的工程量计算是老年公寓项目最关键的要素,它是该项目进行造价测算、工程招标、商务谈判、劳务合同签订、进度款支付等一切造价管理活动的基础。

施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据无法快速准确获取以支持资源计划,致使经验主义盛行,造成成本的浪费。老年公寓项目正是由于应用BIM技术而快速获取大量的工程基础数据,为老年公寓项目部制定精确材料计划提供有效的支撑,大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费,为实现该项目限额领料、消耗控制提供技术支撑。

BIM技术能优化管线综合排布

在以上老年公寓中标准层整合土建+给排水+电气+消防+弱电各专业模型而得到的初步碰撞成果,为安装单位的管线综合排布提供了依据。传统的管线综合设计是以二维的形式确定三维的管线关系,技术上存在很多不足,实际施工效果表现不佳,应用鲁班BIM技术后,优势具体体现在以下几个方面:

1)老年公寓项目各专业建模并协调优化,三维模型可在任意位置剖切大样及轴测图,观察并调整该处管线的标高及碰撞情况。走廊位置剖面如图3所示。

图3走廊部位剖面

2)老年公寓管线综合后确定各楼层吊顶高度,配合精装修工作的展开。

3)老年公寓BIM模型管线综合后还可以进行实时漫游、重要节点观察批注等。通过BIMWorks可以实现工程内部漫游检查设计合理性,可根据实际工程的需要,任意设定行走路线,也可用键盘进行操作,实现设备动态碰撞对结构内部设备、管线的查看更加方便直观。

4)老年公寓BIM模型已集成了各种设备管线的信息数据,因此还可以对设备管线进行较为精确的列表统计。

BIM技术在PC构件图纸深化中的应用

应用BIM技术在PC结构专业前期建模中把预留洞口作为重要的工作之一,PC结构不同于传统的现浇钢筋混凝土结构,传统现浇混凝土结构浇筑成型后,对于安装管道穿结构的洞口可根据需要开槽、开洞。但PC构件则不能成型后任意开洞、开槽,PC构件所有预留洞必须在PC构件图中清楚、准确的表现出来,以便PC工厂制作构件的精准,PC构件运至现场后,吊装后即可。如果PC构件吊装成型后,发现预留洞没开,将给施工带来很大的障碍。

所以,PC构件制作的严谨性牵涉到与机电专业的密切配合,各专业技术人员必须根据模型进行安装管线与PC构件预留洞口之间的校核工作,找出问题点,提交设计单位进行修改,出具精确的PC构件图,把施工中可能出现的问题消灭在BIM模型中。

基于BIM的PC构件吊装施工模拟

根据PC吊装方案,制作PC构件吊装施工模拟,在真实施工开始之前优化合理的施工方案,在老年公寓PC项目中,以一个标准层6天的吊装施工循环为重点,施工模拟动画准确地、形象地表达了一个施工标准层的施工工艺流程,该模拟施工动画可作为实际施工的指导,有利于现场技术人员对整个工序有个清楚的把握;另外,也在模拟过程中发现一些问题,有利于在现场施工前对施工方案进行及时的调整;同时,该施工模拟动画也可作为宣传企业文化的一个平台。

本文以老年公寓预制装配式混凝土结构项目为例,首先介绍了老年公寓预制装配式混凝土结构的难点和BIM技术的特点,进而论述了BIM技术和老年公寓预制装配式混凝土结构有良好的互补性,在老年公寓PC项目中应用BIM技术具备先天优势;然后,详细介绍了BIM技术在该项目应用的技术路线,从应用BIM技术进行各专业间信息的检测、基于BIM技术的造价管理、BIM技术优化管线综合排布、BIM技术在PC构件图纸深化中的应用、基于BIM的PC构件吊装施工模拟5大方面进行展开,为同类工程项目应用BIM技术提供了借鉴。

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